杆塔耐雷水平计算方法
110kv耐雷水平
110kv耐雷水平110kv耐雷水平是指110kv线路在遭受雷击时能够承受的雷电过电压水平。
耐雷水平是评估线路防雷保护能力的重要指标之一，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
本文将从以下几个方面详细介绍110kv耐雷水平的含义、影响因素、计算方法和提高措施。
一、110kv耐雷水平的含义110kv耐雷水平是指110kv线路在遭受雷击时，能够承受的雷电过电压水平。
耐雷水平的高低直接影响到线路的防雷保护效果。
当线路遭受雷击时，雷电过电压会超过线路的绝缘水平，导致线路跳闸或设备损坏等后果，严重时甚至会影响到电力系统的稳定运行。
因此，提高110kv线路的耐雷水平对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
二、影响110kv耐雷水平的因素影响110kv耐雷水平的因素有很多，主要包括以下几个方面：1．雷电活动的强度和频度：雷电活动的强度和频度是影响线路耐雷水平的重要因素。
一般来说，雷电活动强烈的地区，线路的耐雷水平相对较低。
2．线路绝缘水平：线路绝缘水平是决定线路耐雷水平的关键因素。
绝缘水平低的线路容易发生闪络，导致线路跳闸或设备损坏。
3．杆塔高度和地形条件：杆塔高度和地形条件也会对线路的耐雷水平产生影响。
高杆塔和复杂地形条件的线路更容易遭受雷击，因此其耐雷水平相对较低。
4．防雷保护措施：防雷保护措施的采取和效果也会对线路的耐雷水平产生影响。
例如，安装避雷器、架设耦合地线等措施可以提高线路的耐雷水平。
三、110kv耐雷水平的计算方法110kv耐雷水平的计算方法主要包括以下几种：1．统计法：根据多年的雷电活动情况和线路跳闸记录，统计出线路的耐雷水平。
这种方法简单易行，但准确度相对较低。
2．模拟法：通过模拟雷电过电压对线路的影响，计算出线路的耐雷水平。
这种方法需要建立模型并进行大量计算，但可以得到较为准确的结果。
3．工程法：根据经验公式和相关参数，计算出线路的耐雷水平。
这种方法在实际工程中应用较为广泛，但准确度受到参数选择的影响。
线路直击雷过电压与耐雷水平
额定电压(kV)
35
110
220
330
500
耐雷水平I1(kA) 雷电流超过I1的概率(%)
20～30 40～75 75～110 100～150 125～175
59～46 35～14 14～6
7～2
3.8～1
2、雷击避雷线档距中央：
根据模拟试验和实际运行经验，雷击避雷线档 距 中由央于的半概 径率较较小小的(避10雷%线)。的强烈电晕衰减作用，使 过 电压波传播到杆塔时，已不足以使绝缘子串闪络 标，准通规常定只，需只要要考按虑经雷验击公避式雷S线＝对0.导01线2l+的1确反定击档问距题。 中央导、地线间的空气间距S，一般不会发生避雷 线 对导线的反击故障。
Riit
Lt
dit dt
(Rii Lt
di ) dt
Lt为杆塔等值电感，雷电流波前陡度di/dt=I/T1， 塔顶电位幅值为：
U top Ri I Lti / T1 I Ri Lt / T1
注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1； 不同电压等级及避雷线数目的β也不同，见表7-2
谢谢观看！ 2020
(2) 导线电位和绝缘子串上的电压：
雷击塔顶时，与塔顶相连的避雷线也有相同的电位 utop。负极性的雷电波沿杆塔及避雷线传播时，由 于避雷线与导线之间的电磁耦合作用，在导线上将 产生耦合电压kutop，其极性与雷电流极性相同。
另一方面，由塔顶向雷云发展的正极性雷电波，引 起空间电磁场的迅速变化，又使导线上出现与雷电 流极性相反的正的感应过电压 U g ahc (1 k) 。
提高雷击塔顶时耐雷水平的措施：
（1）一般高度杆塔（小于40m），冲击接地电阻 上压降是塔顶电位的主要成分，因此降低接地电阻 可以有效地减小塔顶电位和提高耐雷水平； （2）增大耦合系数k； （3）加强线路绝缘（提高U50%） 。
杆塔水平拉力计算公式
杆塔水平拉力计算公式在建设高压输电线路时，杆塔是起着支撑和固定导线的作用，承受着导线的水平拉力。
为了确保杆塔的稳定性和安全性，需要对杆塔的水平拉力进行计算和设计。
在进行这一计算时，需要使用杆塔水平拉力计算公式。
杆塔水平拉力计算公式是根据力学原理和结构力学理论推导出来的，它可以用来计算杆塔在受到水平拉力作用时的受力情况。
这一公式可以帮助工程师们在设计杆塔时，合理地确定杆塔的尺寸和材料，以满足导线的水平拉力要求，保证输电线路的安全运行。
杆塔水平拉力计算公式的一般形式如下：F = T sin(α)。
其中，F为杆塔所受水平拉力，单位为牛顿（N）；T为导线的水平拉力，单位为牛顿（N）；α为导线与水平方向的夹角，单位为弧度（rad）。
这个公式简洁明了，通过导线的水平拉力和导线与水平方向的夹角，就可以计算出杆塔所受的水平拉力。
在实际工程中，可以根据这个公式来设计杆塔的结构，确保其能够承受导线的水平拉力，保证输电线路的安全运行。
需要注意的是，导线的水平拉力和导线与水平方向的夹角是随着导线的张力和杆塔的位置而变化的。
因此，在进行杆塔水平拉力计算时，需要根据实际情况来确定导线的水平拉力和导线与水平方向的夹角。
这就需要工程师们在进行设计时，充分考虑导线的张力和杆塔的位置，以确保计算结果的准确性。
另外，在实际工程中，除了杆塔水平拉力计算公式外，还需要考虑其他因素对杆塔的影响，比如风载荷、地形地貌、土壤条件等。
这些因素都会对杆塔的受力情况产生影响，因此在设计杆塔时，需要综合考虑这些因素，确保杆塔的稳定性和安全性。
除了计算杆塔的水平拉力外，还需要对杆塔的结构进行强度、刚度等方面的计算，以确保杆塔在受到水平拉力作用时不会发生破坏或变形。
这就需要工程师们在设计杆塔时，充分考虑杆塔的结构特点和受力情况，进行合理的设计和计算。
总之，杆塔水平拉力计算公式是在建设高压输电线路时非常重要的一部分，它可以帮助工程师们合理地设计杆塔的结构，确保其能够承受导线的水平拉力，保证输电线路的安全运行。
杆塔耐雷水平计算方法
杆塔耐雷水平计算方法一、反击耐雷水平按式（1）计算()6.216.210%501av av gvt t a SUh K h h L k h h R k U I ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=ββ 式（1） 式（1）中：av h ——导线的平均高度，ma av f h h ⨯-=321 式（2）式（2）中：1h ——导线挂线点高度 a f ——导线弧垂gvh ——地线的平均高度，mg gv f h h ⨯-=322 式（3）式（3）中：2h ——地线挂线点高度 g f ——地线弧垂a h ——导线横担对地高度，m th ——杆塔高度，mK ——导线与地线间的几何耦合系数几种典型线路的几何耦合系数0K 见表1表1 典型线路的几何耦合系数0Kt L ——杆塔电感，H μ't t L h =t L 式（4）式（4）中 t h ——杆塔高度，m't L ——单位杆塔电感，m /H μ，取值见表2表2 典型杆塔的波阻抗和电感β——杆塔分流系数，取值见表3表3 杆塔分流系数k ——电晕下的耦合系数，01K k k =，其中1k 为雷击塔顶时的电晕校正系数，取值如表4表4 电晕校正系数SU R ——杆塔接地电阻，实测后应考虑1.4～1.8倍的季节系数%50U ——50％放电冲击电压二、绕击耐雷水平Z%502U I =式（5） 式（5）Z ——波阻抗，一般取100Ω。
例：忻侯Ⅰ线108＃塔型如下图，杆塔接地电阻为10Ω，导线弧垂6.6米，地线弧垂4.5米（1）避雷线平均高度：()m h b 325.4325.36=⨯-=（2）导线平均高度：(这里计算与上述表达式不一致)()m h d 1.246.6325.433=⨯--=（3）双避雷线对外侧导线的几何耦合系数：184.01022.2164ln 10005.4322ln36.129.736.121.56ln7.19.77.11.56ln 22222222220=++⨯+++++=K（4）电晕下的耦合系数：k ＝k 1k 0＝1.28×0.2＝0.256（5）杆塔电感：L t ＝36.5×0.5＝18.25(μH)（6）雷击杆塔时分流系数：β＝0.88（7）雷击杆塔时耐雷水平(当用FXBW4-500/160时)：()6.21.242.01.243216.225.1888.0256.05.3633788.0256.0121001⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯-+⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛-+⨯⨯-=I＝136.507(kA)（8）雷绕击于导线时的耐雷水平：)(2110021002kA I ==经计算可看出，108＃杆塔（ZB2-33）雷击塔顶时的耐雷水平为136.507kA ，绕击耐雷水平为21kA 。
雷击杆塔顶时耐雷水平的计算
雷击杆塔顶时耐雷水平的计算I1：雷击杆塔顶时的耐雷水平；kAU50％：绝缘子串50％冲击放电电压；kVk：导线与地线间的耦合系数；k＝k1×k0k1：电晕校正系数；查表2-7-9k0：导线和地线间的几何耦合系数；查表2-7-8β：杆塔分流系数；查表2-7-4R su：杆塔冲击接地电阻；Ωh a：横担对地高度；mh t：杆塔高度；mL t：杆塔电感；μHh gv：地线的平均高度；mh av：导线的平均高度；mP1:超过雷电流幅值I1的概率；logP1=-I1/88I2：雷绕击导线时的耐雷水平；kA；I2=U50％/100P2:超过雷电流幅值I2的概率；logP2=-I2/88b：两根地线之间的距离；mN：每年每100km线路的雷击次数；N=0.28(b+4h av)η：建弧率；η=(4.5E0.75-14)×10-2g:击杆率；查表2-7-2θ：杆塔上地线对外侧导线的保护角；°Pθ：平原线路绕击率；lgPθ=θ×(h)0.5/86-3.9Pθ'：山区线路绕击率；lgPθ'=θ×(h)0.5/86-3.35h：地线在杆塔上的悬挂点高度；mP3：雷击档距中央的避雷线时，雷电流超过耐雷水平的概率。
由于发生这种闪络的情况极少，其值一般可U（kV）n k1k0kβR su h a h t L t h1f1h gv h2f2 12022 1.250.2370.296250.881027381924818.67381312016 1.250.2370.296250.881227381924818.67381312016 1.250.2370.296250.881427381924818.67381312016 1.250.2370.296250.881627381924818.67381312016 1.250.2370.296250.881827381924818.67381312016 1.250.2370.296250.882027381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.882227381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.882427381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.882627381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.882827381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.883027381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.883227381924818.673813 12016 1.250.2370.296250.883427381924818.673813的情况极少，其值一般可不予计算。
线路直击雷过电压及耐雷水平
于是，导线电位就等于避雷线电位产生的耦合电压 与雷电流引起的感应过电压之和：
uc kutop ahc (1 k )
作用在绝缘子串上的电压就等于横担处杆塔电位与 导线电位之差，近似等于塔顶电位与导线电位差。
100 I
——近似计算中假设Z0 ≈Zc/2，Zc线路波阻抗， 取400Ω。
i 2
u0 Zc
A
Z0 i Zc
A
uA
Z0
Zc 2
此即国标中用来估算绕击时过电压的近似公式
(2) 绕击时的耐雷水平： 令 U A U 50% ，可得绕击时的耐雷水平I2：I 2 U 50% 100
例如：采用13片XP-70型绝缘子的220kV线路绝缘子 串的U50%≈1200kV，可求得其I2＝12 kA ，大于I2的 雷电流出现概率P1≈73.1%。同理110、500kV线路 绕击时耐雷水平分别只有7、27.4kA，雷电流幅值超 过7、27.4kA的概率分别为83.3%、48.8%！
(1) 雷击点电压幅值：
研究表明，雷电流通道具有分布参数特征，其波阻 抗用Z0表示。
从实际效果看，雷击线路过程可看作是一数值为雷 电流之半(i/2) 的电流波沿一波阻抗为Z0的通道向被 击线路传播的过程，于是可得到其彼得逊等值电路
雷击点电压幅值为：
UA
I
Z0Zc 2Z0 Zc
1 4 IZ c
U top Ri I Lti / T1 I Ri Lt / T1
注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1； 不同电压等级及BLX数目的β也不同，见表7-2
铁塔的避雷措施
铁塔的避雷措施 The document was finally revised on 2021铁塔的避雷措施铁塔的避雷措施。
铁塔超过一定高度时，雷出的次数与铁塔高度的平方成正比例地增加，也就是说铁塔超过一定高度后，受雷击的机会将强着增多。
铁塔每年遭受的雷击次数(N)的估算公式为N=ng(Cc×H+h)2D×10。
(次／年)式中：ng—地面落雷密度；H—置与lkm半径范围的地平面的平均差值(m)；h—铁塔的高度；D—铁塔坐落地区的等雷线值；C—地形的系数。
其中，山顶铁塔周围是开阔地及山岳为陡坡时C取，周围是开阔地及山岳不陡C取，其他情况下C取～。
非山顶塔周围是开阔地及山岳不陡时C取，平地上铁塔C取0，其余情况下c取。
根据我国移动通信基站的情况，尤其是在南方地区，铁塔遭雷击是损伤基站设备的主要途径之一。
因此，铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷装置，避雷带的引接必须符合设计和相关规范，一般采用自塔顶避雷针向下引接两条为40mm×4mm的热镀锌扁钢(尽量减少中间连接，距离电力线、通信线、燃气管道1．5m．以上)，并与塔体固定可靠，相互焊接合格，焊接处应有可靠的防腐措施，走向合理，符合要求。
塔顶避雷针～般为镀锌钢管，顶部为尖状，应安装牢固，其高度要保证天线在避雷针的45°保护范围内。
(18)铁塔的障碍灯一般在塔顶设2～4个，红色lOOW，如果用交流电，其电源线必须为屏蔽线，同时外屏蔽套的上下两端接地。
现大都采用太阳电池作能源，也应采取相应的防雷措施。
同时还需要按照国防部、民航局的规定具体处理。
(19)监理人员应检查铁塔避雷针(网)及其支撑件的安装，要求位置正确、牢固可靠、防腐性能好，针体垂直偏差不大于顶端针杆的直径。
避雷网规格尺寸和弯曲半径正确，支持件间隔均匀，避雷针及其支持件制作质量应符合设计要求，设置的标志针、航标灯具应完整、显示清晰。
(20)要保证天线处于避雷针的有效保护区域之内，避雷针的有效保护范围半径(R)可以通过下式计算，即R=×P)／(1+h2／h1)式中：h1——避雷针的高度(m)；铁塔的避雷措施。
超(特)高压输电线路耐雷性能计算方法综述
超(特)高压输电线路耐雷性能计算方法综述摘要：在本文之中，主要是针对了超(特)高压输电线路耐雷性能计算方法做出了全面的分析研究，并且在这个基础上提出了下文之中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。
关键词：超(特)高压；输电线路；耐雷性能；分析1 导言超(特)高压输电线路结构尺寸大,线路及杆塔高度大幅度地提高。
受高等级线路运行电压等因素影响,输电线路的引雷能力增大,导致输电线路被雷电击中的概率大大提高,所以,对超(特)高压输电线路进行防雷研究是超(特)高压输电线路设计的一项重要工作。
由于超(特)高压输电线路结构尺寸增加,线路、杆塔波阻抗分布、计算及雷电暂态响应特性更为复杂,为了更进一步研究超(特)高压输电线路的反击耐雷性能,必须重新建立符合超(特)高压输电线路特点的反击耐雷性能研究模型。
2 超(特)高压输电线路反击耐雷性能计算方法2.1 行波法行波法将杆塔的各段视为线路段,并将线路段视为分布参数,把分布参数的线段化成集中参数模型,然后再用集中参数电路的节点分析方法求出杆塔各节点电压,得出绝缘子串的电位差随时间的变化过程,并与其伏秒特性进行比较,判断绝缘子串是否闪络。
计算过程反映了雷电波在杆塔上的传播过程,以及反射波对杆塔各节点电位的影响。
行波法是从线路的贝杰龙数学模型得到的,所以又称为贝杰龙法。
利用行波法分析线路反击耐雷性能时,杆塔波阻抗的正确选取非常重要,选择不当将产生较大误差,我国规程推荐的铁塔波阻抗为150Ω,杆塔电感为0.5μH/m,相应的波速为300 m/μs。
国内外实测的波阻抗和波速一般小于上述值,不同形状的铁塔的波阻抗和波速也不相同,日本甚至对一个铁塔的不同部位采用不同的波阻抗。
2.2 蒙特卡洛法蒙特卡洛法又称统计模拟法或统计试验法,它利用数学方法产生各种不同分布的随机变量抽样序列来模拟给定问题的概率统计模型,然后给出问题数值解的渐进统计估计值。
其原理是由计算机产生代表雷电流幅值、波前长度等统计量,计算线路耐雷性,验算和确定线路绝缘水平,校验防雷措施的性能。
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杆塔耐雷水平计算方法
一、反击耐雷水平按式（1）计算
()6
.216.210%
501av av gv
t t a SU
h K h h L k h h R k U I ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=
ββ 式（1） 式（1）中：
av h ——导线的平均高度，m
a av f h h ⨯-=3
2
1 式（2）
式（2）中：1h ——导线挂线点高度 a f ——导线弧垂
gv
h ——地线的平均高度，m
g gv f h h ⨯-=3
2
2 式（3）
式（3）中：2h ——地线挂线点高度 g f ——地线弧垂
a h ——导线横担对地高度，m t
h ——杆塔高度，m
K ——导线与地线间的几何耦合系数
几种典型线路的几何耦合系数0K 见表1
表1 典型线路的几何耦合系数0K
t L ——杆塔电感，H μ
't t L h =t L 式（4）
式（4）中 t h ——杆塔高度，m
't L ——单位杆塔电感，m /H μ，取值见表2 表2 典型杆塔的波阻抗和电感
β——杆塔分流系数，取值见表3
表3 杆塔分流系数
k ——电晕下的耦合系数，01K k k =，其中1k 为雷击塔顶时的电
晕校正系数，取值如表4
表4 电晕校正系数
SU R ——杆塔接地电阻，实测后应考虑1.4～1.8倍的季节系数
%50U ——50％放电冲击电压
二、绕击耐雷水平
Z
%
502U I =
式（5） 式（5）Z ——波阻抗，一般取100Ω。
例：忻侯Ⅰ线108＃塔型如下图，杆塔接地电阻为10Ω，导线
弧垂6.6米，地线弧垂4.5米
（1）避雷线平均高度：
()m h b 325.43
2
5.36=⨯-=
（2）导线平均高度：(这里计算与上述表达式不一致)
()m h d 1.246.63
2
5.433=⨯--=
（3）双避雷线对外侧导线的几何耦合系数：
184.01022
.2164ln 1000
5.4322ln
36.129.736.121.56ln
7.19.77.11.56ln 2
2
2
2222
2
220=++⨯+++++=
K
（4）电晕下的耦合系数：
k ＝k 1k 0＝1.28×0.2＝0.256
（5）杆塔电感：
L t ＝36.5×0.5＝18.25(μH)
（6）雷击杆塔时分流系数：
β＝0.88
（7）雷击杆塔时耐雷水平(当用FXBW4-500/160时)：
()6
.21.242.01.243216.225.1888.0256.05.3633788.0256.012100
1⨯⎪⎭⎫
⎝⎛⨯-+⨯⨯⎪⎭⎫
⎝⎛-+⨯⨯-=
I
＝136.507(kA)
（8）雷绕击于导线时的耐雷水平：
)(21100
2100
2kA I ==
经计算可看出，108＃杆塔（ZB2-33）雷击塔顶时的耐雷水平为136.507kA ，绕击耐雷水平为21kA 。